如图,细绳一端系着质量M=0.6kg的物体,静止在水平面,另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体,M的...
问题详情:
如图,细绳一端系着质量M=0.6kg的物体,静止在水平面,另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体,M的中点与圆孔距离为0.2m,并知M和水平面的最大静摩擦力为2N,现使此平面绕中心轴线转动,问角速度ω在什么范围m会处于静止状态?(g取10m/s2)
【回答】
解:设物体M和水平面保持相对静止.
当ω具有最小值时,M有向圆心运动趋势,故水平面对M的静摩擦力方向和指向圆心方向相反,且等于最大静摩擦力2N.
根据牛顿第二定律隔离M有:
T﹣fm=Mω12r⇒0.3×10﹣2=0.6ω12×0.2
解得ω1=2.9rad/s
当ω具有最大值时,M有离开圆心趋势,水平面对M摩擦力方向指向圆心,大小也为2N.
再隔离M有:
T+fm=Mω22r⇒0.3×10+2=0.6ω22×0.2
解得ω=6.5rad/s
所以ω范围是:2.9rad/s≤ω≤6.5rad/s
答:角速度ω在2.9rad/s≤ω≤6.5rad/s范围m会处于静止状态.
知识点:生活中的圆周运动
题型:计算题
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